C++ 异常处理简析

C++ 异常处理简析

异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。

异常提供了一种转移程序控制权的方式。C++ 异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。

• throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
• catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常。
• try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常。它后面通常跟着一个或多个 catch 块。

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：

try
{
   // 保护代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
   // catch 块
}

如果 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常，这个时候可以尝试罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常。

抛出异常

您可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常。throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。

以下是尝试除以零时抛出异常的实例：

double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

捕获异常

catch 块跟在 try 块后面，用于捕获异常。您可以指定想要捕捉的异常类型，这是由 catch 关键字后的括号内的异常声明决定的。

try { // 保护代码 }catch( ExceptionName e ) { // 处理 ExceptionName 异常的代码 }

上面的代码会捕获一个类型为 ExceptionName 的异常。如果您想让 catch 块能够处理 try 块抛出的任何类型的异常，则必须在异常声明的括号内使用省略号 ...，如下所示：

try { // 保护代码 }catch(...) { // 能处理任何异常的代码 }

下面是一个实例，抛出一个除以零的异常，并在 catch 块中捕获该异常。

实例

#include <iostream>
using namespace std;
 
double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}
 
int main ()
{
   int x = 50;
   int y = 0;
   double z = 0;
 
   try {
     z = division(x, y);
     cout << z << endl;
   }catch (const char* msg) {
     cerr << msg << endl;
   }
 
   return 0;
}

由于我们抛出了一个类型为 const char* 的异常，因此，当捕获该异常时，我们必须在 catch 块中使用 const char*。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Division by zero condition!

C++ 标准的异常

C++ 提供了一系列标准的异常，定义在 <exception> 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：

下表是对上面层次结构中出现的每个异常的说明：

异常	描述
std::exception	该异常是所有标准 C++ 异常的父类。
std::bad_alloc	该异常可以通过 new 抛出。
std::bad_cast	该异常可以通过 dynamic_cast 抛出。
std::bad_exception	这在处理 C++ 程序中无法预期的异常时非常有用。
std::bad_typeid	该异常可以通过 typeid 抛出。
std::logic_error	理论上可以通过读取代码来检测到的异常。
std::domain_error	当使用了一个无效的数学域时，会抛出该异常。
std::invalid_argument	当使用了无效的参数时，会抛出该异常。
std::length_error	当创建了太长的 std::string 时，会抛出该异常。
std::out_of_range	该异常可以通过方法抛出，例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。
std::runtime_error	理论上不可以通过读取代码来检测到的异常。
std::overflow_error	当发生数学上溢时，会抛出该异常。
std::range_error	当尝试存储超出范围的值时，会抛出该异常。
std::underflow_error	当发生数学下溢时，会抛出该异常。

定义新的异常

您可以通过继承和重载 exception 类来定义新的异常。下面的实例演示了如何使用 std::exception 类来实现自己的异常：

实例

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
 
struct MyException : public exception
{
  const char * what () const throw ()
  {
    return "C++ Exception";
  }
};
 
int main()
{
  try
  {
    throw MyException();
  }
  catch(MyException& e)
  {
    std::cout << "MyException caught" << std::endl;
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
  catch(std::exception& e)
  {
    //其他的错误
  }
}

这将产生以下结果：

MyException caught
C++ Exception

在这里，what() 是异常类提供的一个公共方法，它已被所有子异常类重载。这将返回异常产生的原因。

关于throw

const throw() 不是函数，这个东西叫异常规格说明，表示 what 函数可以抛出异常的类型，类型说明放到 () 里，这里面没有类型，就是声明这个函数不抛出异常，通常函数不写后面的就表示函数可以抛出任何类型的异常。

异常规格说明

1、异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的声明中列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。例如：

void fun() throw(A，B，C，D);

2、若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。

3、不抛掷任何类型异常的函数声明如下：

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

class MyException
{
public:
    MyException(const char *message)
        : message_(message)
    {
        cout << "MyException ..." << endl;
    }
    MyException(const MyException &other) : message_(other.message_)
    {
        cout << "Copy MyException ..." << endl;
    }
    virtual ~MyException()
    {
        cout << "~MyException ..." << endl;
    }

    const char *what() const
    {
        return message_.c_str();
    }
private:
    string message_;
};

class MyExceptionD : public MyException
{
public:
    MyExceptionD(const char *message)
        : MyException(message)
    {
        cout << "MyExceptionD ..." << endl;
    }
    MyExceptionD(const MyExceptionD &other)
        : MyException(other)
    {
        cout << "Copy MyExceptionD ..." << endl;
    }
    ~MyExceptionD()
    {
        cout << "~MyExceptionD ..." << endl;
    }
};

void fun(int n) throw (int, MyException, MyExceptionD)
{
    if (n == 1)
    {
        throw 1;
    }
    else if (n == 2)
    {
        throw MyException("test Exception");
    }
    else if (n == 3)
    {
        throw MyExceptionD("test ExceptionD");
    }

}

void fun2() throw()
{

}

int main(void)
{
    try
    {
        fun(2);
    }

    catch (int n)
    {
        cout << "catch int ..." << endl;
        cout << "n=" << n << endl;
    }
    catch (MyExceptionD &e)
    {
        cout << "catch MyExceptionD ..." << endl;
        cout << e.what() << endl;
    }
    catch (MyException &e)
    {
        cout << "catch MyException ..." << endl;
        cout << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

参考：http://www.runoob.com/cplusplus/cpp-exceptions-handling.html

之前由于用得不多，一直对C++的异常处理有点模棱两可，重新回过头审视了一番发现几点原来不曾想到的点：

1. try catch 语句块 和 Python 的 try except相对应。

2. throw 能够抛出的东西可以是任何对象（甚至是基本数据类型），从上面的示例代码中就能看出，只要能够在catch中正确捕获并处理就行。

3. std::exception下面的异常属于标准库提供给我们的异常，我们可以使用也可以自定义异常。

4. C++函数后面后加关键字throw(something)限制，是对这个函数的异常安全性作出限制。